JP2010124518A - モータブラシ保持構造及びモータ - Google Patents

Abstract

【課題】ブラシを安定した状態で整流子に付勢することができるモータブラシ保持構造及びモータを得る。
【解決手段】ブラシスプリング５４の突出部６０を押圧部材６２に当接させ、ブラシスプリング５４の付勢力を押圧部材６２と面接触するブラシ３２の後端部６８に作用させてブラシ３２を整流子２６に付勢する。このように、ブラシ３２の後端部６８にブラシスプリング５４の付勢力を面圧として作用させることで、押圧部材６２の押圧力が偏ることなくブラシ３２の後端部６８に作用し、一点で作用させる場合と比較して、ブラシ３２を安定した状態で整流子２６に付勢することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電機子（アーマチャ）に整流子（コンミテータ）を通じて電力供給するブラシを支持するモータブラシ保持構造、及びこのモータブラシ保持構造を備えたモータに関する。

特許文献１には、モータ回転軸に固定された整流子（コンミテータ）の周面に先端が摺接されて整流子に給電するブラシが記載されている。そして、このブラシは、トーションスプリングの付勢力によって整流子へ付勢されている。

このトーションスプリングの先端には、振動を吸収するゴム部材が設けられており、このゴム部材を介してブラシを整流子に付勢することで、ブラシと整流子間の導通不良を抑制する構成となっている。
特開平１１−７５３３８号公報

しかしながら、従来の構造では、ゴム部材の先端に設けられた半球状の導電性部材が、ブラシの後端部を押圧するようになっている。つまり、一点で、ブラシの後端部を押圧し、ブラシを整流子に向けて付勢する構成となっている。

一点で、ブラシの後端部を押圧するため、例えば押圧する部位がずれるとブラシが傾き、安定した状態でブラシを整流子に付勢することができないことが考えられる。

本発明は、上記事実を考慮し、ブラシを安定した状態で整流子に付勢することが課題である。

本発明の請求項１に係るモータブラシ保持構造は、モータ回転軸に固定された整流子に先端が摺接されて前記整流子に給電するブラシと、前記ブラシを前記整流子に対して接近離間する方向に摺動可能に保持するブラシホルダと、前記ブラシの後端部に摺動可能に取り付けられると共に、受けた力を面圧として前記ブラシの後端部に作用させる板状の押圧部材と、前記押圧部材を押圧して前記ブラシを前記整流子に向けて付勢する付勢部材と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、モータ回転軸に固定された整流子の周面に先端が摺接されて整流子に給電するブラシを、ブラシホルダが整流子に対して接近離間する方向に摺動可能に保持している。

さらに、付勢部材は、押圧部材を押圧してブラシを整流子に向けて付勢する。ここで、付勢部材の付勢力をブラシに伝達する押圧部材は、ブラシの後端部に対して摺動可能に取り付けられ、さらに、付勢部材から受けた力を面圧としてブラシの後端部に作用させる。

このように、付勢部材の付勢力をブラシの後端部に雨圧として作用させることで、一点で作用させる場合と比較して、ブラシを安定した状態で整流子に付勢することができる。

本発明の請求項２に係るモータブラシ保持構造は、請求項１に記載において、前記押圧部材には、係合部が設けられ、前記ブラシの後端部には、前記係合部と遊嵌状態で係合する被係合部が設けられ、前記押圧部材は前記ブラシの後端部に対して摺動可能とされることを特徴とする。

上記構成によれば、押圧部材には係合部が設けられ、ブラシの後端部には係合部と遊嵌状態で係合する被係合部が設けられている。そして、押圧部材はブラシの後端部に対して摺動可能とされている。

このように、押圧部材とブラシの後端部を遊嵌状態で係合して押圧部材をブラシの後端部に対して摺動可能とすることで、押圧部材がブラシに付勢部材の付勢力を作用させる際に、押圧部材の中心がブラシの後端部の中心へ寄ろうとする調芯作用が押圧部材に働く。このため、押圧部材が安定した状態で付勢部材の付勢力をブラシに作用させることができる。

本発明の請求項３に係るモータブラシ保持構造は、請求項１又は２に記載において、前記押圧部材及び前記ブラシの後端部の形状は、前記押圧部材と前記ブラシ部材の後端部が面接触するように決められることを特徴とする。

上記構成によれば、押圧部材はブラシの後端部と面接触しているため、押圧部材の押圧力が偏ることなくブラシの後端部に作用し、ブラシを安定した状態で整流子に付勢することができる。

本発明の請求項４に係るモータブラシ保持構造は、請求項１〜３何れか１項に記載において、前記ブラシに対する前記押圧部材の摺動量が、前記押圧部材と前記ブラシホルダとの距離より小さくなるように前記被係合部と前記係合部の形状が決められていることを特徴とする。

上記構成によれば、被係合部と係合部の形状は、ブラシに対する押圧部材の摺動量が、押圧部材とブラシホルダとの距離より小さくなるように決められている。

これにより、押圧部材がブラシに対して摺動しても押圧部材とブラシホルダが干渉するが防止され、押圧部材はブラシを安定した状態で整流子に付勢することができる。

本発明の請求項５に係るモータは、請求項１〜４何れか１項に記載されたモータブラシ保持構造を備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、モータには、請求項１〜４何れか１項に記載されたモータブラシ保持構造が採用されている。

このように、請求項１〜４何れか１項に記載されたモータブラシ保持構造を採用することで、整流子とブラシの接触が安定し、経時後の電流波形を安定させることで、安定した出力を供給することができる。

本発明の第１実施形態に係るモータブラシ保持構造を備えたモータの一例を図１〜図４に従って説明する。

（全体構成）
図４に示されるように、モータ１０は、有底円筒状に形成されたモータヨーク１２と、モータヨーク１２の開口部を塞ぐように設けられた樹脂製のエンドブラケット１４とを備えている。また、モータヨーク１２の内周面には、界磁磁石１６（固定子）が固着されており、界磁磁石１６の内周面と対向する位置には、アーマチャ１８（回転子）が配置されている。

さらに、アーマチャ１８のシャフト２０（回転軸）は、モータヨーク１２側に設けられた軸受２２と、エンドブラケット１４側に設けられた軸受２４とによって支持されている。これにより、アーマチャ１８がシャフト２０を回転中心として回転可能となっている。また、アーマチャ１８のエンドブラケット１４側の外周面には、円筒状の整流子２６が取付けられており、シャフト２０が回転すると、整流子２６もアーマチャ１８と一体で回転する構成となっている。

また、図３に示されるように、整流子２６に先端が摺接されて整流子２６に給電すると共に、モータブラシ保持構造５６、５８を構成するブラシ３２、３４が設けられている。なお、ブラシ３２、３４等については詳細を後述する。

この構成により、図３、図４に示されるように、モータ１０では、アーマチャ１８（シャフト２０）が回転されると、これに伴って整流子２６も同方向へ回転される。一方、先端が摺接されて整流子２６に給電するブラシ３２、３４が、回転する整流子２６の周面上を摺接する。これにより、整流作用が成され、アーマチャ１８が継続回転するようになっている。

（要部構成）
次に、整流子２６に給電するブラシ３２、３４等について説明する。

図３に示されるように、エンドブラケット１４には、整流子２６に対応して一対のブラシホルダ２８、３０が、設けられている。ブラシホルダ２８、３０は、整流子２６の軸線に対して交差する方向（略直交する方向）を長手方向として配置されている。また、ブラシホルダ２８とブラシホルダ３０は、整流子２６の外周方向で略９０度ずれて配置されている。

さらに、ブラシホルダ２８、３０内には、図示しない電源から整流子２６に給電を行うための略直方体形状のブラシ３２、３４が、ブラシホルダ２８、３０の長手方向（整流子２６の外周面に対して接近、離間する方向であり、整流子２６の半径方向）に沿って、それぞれ摺動可能に収容されている。

また、ブラシホルダ２８、３０の上面には、貫通穴３６、３８が形成されている。そして、ブラシホルダ２８、３２に挿通されたブラシ３２、３４の上面には、貫通穴３６、３８を通って、それぞれピッグテール４０、４２の給電線６４（図２参照）が接続されている。ピッグテール４０、４２の他端部は、給電用の接続線４４、４６に接続されており、接続線４４、４６は、前述の電源に接続されている。

一方、エンドブラケット１４上でブラシホルダ２８、３０の間（狭い側）の領域には、所定の距離をおいて円柱状の突起４８、５０が突設されている。突起４８、５０の軸方向は、整流子２６（シャフト２０）の軸方向と同一とされている。また、突起４８、５０には、ブラシ３２、３４を整流子２６に向けて付勢する付勢部材としてのブラシスプリング５２、５４が外挿され取付けられる。

図１に示されるように、ブラシスプリング５２は、トーションスプリングであり、線材がコイル状に複数回巻回され突起４８に外挿されるコイル部５２Ａと、コイル部５２Ａの両端からそれぞれ異なる方向へ延出した延出部５２Ｂと延出部５２Ｃによって構成されている。そして、延出部５２Ｃは図示せぬ係止部に係止され、延出部５２Ｂが自由端となっている。なお、ブラシスプリング５２、５４は同様の構成であり、左右対称形状とされているため、ここではブラシスプリング５２について説明し、ブラシスプリング５４の説明は省略する。

延出部５２Ｂの先端側（自由端側）は二つ折形状とされており、ブラシ３２側に向けて突出する突出部６０が設けられている。さらに、突出部６０とブラシ３２の間には、板状の押圧部材６２が配置されており、突出部６０は押圧部材６２へ摺動可能に当接している。そして、この押圧部材６２には、ブラシ３２を整流子２６へ向けて付勢するブラシスプリング５２の付勢力が突出部６０を通して作用する構成となっている。

この押圧部材６２は、ブラシ３２の長手方向からみて略正方形とされており（図２（Ｃ）参照）、中心部には、ブラシ３２に向けて突出する円柱状の係合部としての凸部６６が一体的に設けられている。

さらに、平面状とされるブラシ３２の後端部６８には、円柱状の凸部６６と遊嵌状態で係合する円形凹状の被係合部としての凹部７０が形成されている。この構成により、押圧部材６２は、ブラシ３２の後端部６８と面接触し、押圧部材６２は、凸部６６と凹部７０の間に設けられた隙間（図中に示すｔ１）だけ、ブラシ３２に対して後端部６８の面沿い方向（図中に示す矢印Ａ）に沿って摺動可能となっている。

また、押圧部材６２とブラシホルダ２８の距離（図中に示すｔ２）が凸部６６と凹部７０の間に設けられた隙間（図中に示すｔ１）より広くなるように、凸部６６、凹部７０及び押圧部材６２の形状は決められている。

（作用・効果）
この構成により、ブラシスプリング５２の突出部６０で押圧部材６２押圧し、ブラシスプリング５２の付勢力を押圧部材６２と面接触するブラシ３２の後端部６８に作用させてブラシ３２を整流子２６に付勢する。

このように、ブラシ３２の後端部６８にブラシスプリング５２の付勢力を面圧として作用させることで、押圧部材６２の押圧力を偏ることなくブラシ３２の後端部６８に作用させることができ、一点で作用させる場合と比較して、ブラシ３２を安定した状態で整流子２６に付勢することができる。

また、ブラシ３２を安定した状態で整流子２６に付勢することで、整流子２６との摺接によるブラシ３２の揺動運動を抑制させ、経時変化（耐久）後の電流波形を安定させることができる。

また、ブラシ３２を安定した状態で整流子２６に付勢することで、整流子２６とブラシ３２の接触が安定し、経時変化（耐久）後の電流波形を安定させることで、モータ１０が安定した出力を供給することができる。

また、凸部６６と凹部７０の間に隙間（図中ｔ１）を設け、押圧部材６２をブラシ３２の後端部６８に対して摺動可能とすることで、押圧部材６２がブラシ３２にブラシスプリング５２の付勢力を作用させる際に、押圧部材６２の中心がブラシ３２の後端部６８の中心へ寄ろうとする調芯作用が押圧部材６２に働く。これにより、押圧部材６２が安定した状態でブラシ３２にブラシスプリング５４の付勢力を作用させることができる。

また、凸部６６と凹部７０の隙間（図中ｔ１）を押圧部材６２とブラシホルダ２８との隙間（図中ｔ２）より小さくすることで、押圧部材６２がブラシ３２に対して摺動しても押圧部材６２とブラシホルダ２８が干渉するが防止され、ブラシ３２を安定した状態で整流子２６に付勢することができる。

また、従来の構成と比較して、ブラシ３２に凹部７０を設け、押圧部材６２を追加しただけの構成となっているため、ブラシスプリング５２の形状を変更する必要がない。このため、容易に従来品を本願発明のモータブラシ保持構造へ変更することができる。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、ブラシ３２を整流子２６へ側方（径方向）から付勢したが、ブラシを整流子へ軸方方向から付勢してもよい。

次ぎに、本発明の第２実施形態に係るブラシホルダを備えたモータの一例を図５に従って説明する。なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。

図５に示されるように、第１実施形態と違い、ブラシ８０の後端部８２には凹部は設けられておらず、これに代えて、被係合部としての円柱状の凸部８４が、押圧部材８６に向けて突出するように設けられている。

さらに、押圧部材８６には、凸部８４を収容する係合部としての円形凹状の凹部８８が設けられている。そして、凸部８４と凹部８８の隙間（図中に示すｔ３）は、押圧部材８６とブラシホルダ２８との隙間（図中に示すｔ４）より小さくなるように、凸部８４、凹部８８及び押圧部材８６の形状は決められている。

このように、凸部８４と凹部８８の隙間（図中ｔ３）を押圧部材８６とブラシホルダ２８との隙間（図中ｔ４）より小さくすることで、押圧部材８６がブラシ３２に対して摺動しても押圧部材８６とブラシホルダ２８の干渉が防止され、ブラシ３２を安定した状態で整流子に付勢することができる。

本発明の第１実施形態に係るモータブラシ保持構造を示した平面図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の第１実施形態に係るモータブラシ保持構造に採用されたブラシ及び押圧部材等を示した側面図、平面図、背面図である。 本発明の第１実施形態に係るモータブラシ保持構造が採用されたモータを示したモータの内部構成を示す部分構成図である。 本発明の第１実施形態に係るモータブラシ保持構造が採用されたモータの全体構成を示す側面断面図である。 本発明の第２実施形態に係るモータブラシ保持構造を示した平面図である。

符号の説明

１０・・・モータ、２６・・・整流子、２８・・・ブラシホルダ、３０・・・ブラシホルダ、３２・・・ブラシ、３４・・・ブラシ、５２・・・ブラシスプリング（付勢部材）、５４・・・ブラシスプリング（付勢部材）、５６・・・モータブラシ保持構造、５８・・・モータブラシ保持構造、６２・・・押圧部材、６６・・・凸部（係合部）、６８・・・後端部、７０・・・凹部（被係合部）、８０・・・ブラシ、８２・・・後端部、８４・・・凸部（被係合部）、８６・・・押圧部材、８８・・・凹部（係合部）

Claims (5)

1. モータ回転軸に固定された整流子に先端が摺接されて前記整流子に給電するブラシと、
   前記ブラシを前記整流子に対して接近離間する方向に摺動可能に保持するブラシホルダと、
   前記ブラシの後端部に摺動可能に取り付けられると共に、受けた力を面圧として前記ブラシの後端部に作用させる板状の押圧部材と、
   前記押圧部材を押圧して前記ブラシを前記整流子に向けて付勢する付勢部材と、
   を備えるモータブラシ保持構造。
2. 前記押圧部材には、係合部が設けられ、前記ブラシの後端部には、前記係合部と遊嵌状態で係合する被係合部が設けられ、前記押圧部材は前記ブラシの後端部に対して摺動可能とされる請求項１に記載のモータブラシ保持構造。
3. 前記押圧部材及び前記ブラシの後端部の形状は、前記押圧部材と前記ブラシ部材の後端部が面接触するように決められる請求項１又は２に記載されたモータブラシ保持構造。
4. 前記ブラシに対する前記押圧部材の摺動量が、前記押圧部材と前記ブラシホルダとの距離より小さくなるように前記被係合部と前記係合部の形状が決められている請求項１〜３何れか１項に記載のモータブラシ保持構造。
5. 請求項１〜４何れか１項に記載されたモータブラシ保持構造を備えたモータ。

Images